[发明专利]一种基于波分复用的光子张量计算加速方法及装置

权利要求书

1.一种基于波分复用的光子张量计算加速方法，其特征在于，将多波长光源输出的多波长光信号放大后送入解波分复用器，解波分复用器将多波长光信号分为M个各包含O个波长的子光信号并送入M个调制器，M个待处理信号分别通过对应的调制器分别加载到对应子光信号上得到M个子调制光信号；其中，M个待处理信号由张量[D_data,S_in]分解获得，其中D_data为待处理信号的矩阵大小，S_in为待处理信号个数，S_in=M；每个待处理信号是一维信号或实际二维信号经平坦化处理后得到的一维信号；M个子调制光信号送入延时加权微环阵列，控制信号基于M组卷积核矩阵系数控制延时加权微环阵列中M个延时加权微环单元中共M×O个微环的耦合系数实现M×O个波长信号幅度加权；幅度加权后的M个子调制光信号送入M×N波束整形器实现二级幅度加权，得到N个包含M×O个波长的加权调制多波长光信号，对N个加权调制多波长光信号分别进行光电转换得到电信号，对电信号分别进行采集与处理即得到N个张量运算结果；

所述幅度加权后的M个子调制光信号送入M×N波束整形器实现二级幅度加权具体为：首先，将输入波束整形器的M个幅度加权后的子调制光信号合为一路复合光信号，然后将该复合光信号分为N路，通过控制波束整形器响应特性，分别实现每路加权调制多波长光信号中M个子调制光信号的幅度调节，实现第二级幅度加权；

所述延时加权微环阵列由M个延时加权微环单元组成，每个延时加权微环单元由1个直通波导、1个耦合波导以及O个微环谐振器组成，其中的O个微环谐振器在直通波导端彼此之间有一段长为∆l=c×∆t/n_w的延迟波导，其中n_w为延迟波导的有效折射率，∆t=1/S_M为待处理信号单个符号持续时间，S_M为待处理信号符号速率，且待处理信号符号速率最大值取决于调制器带宽。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多波长光信号中M×O个波长信号幅度相等或不相等，其中M与O为正整数，分别为最大可支持待处理信号个数与每组最大可支持卷积核矩阵系数的个数；所述解波分复用器的通道间隔为O×∆f，其中∆f为多波长光信号中两个波长之间的频率间隔。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述延时加权微环阵列为集成芯片。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制信号通过控制每个延时加权微环单元中O个微环的耦合系数实现M×O个波长调制信号卷积核矩阵系数加权，具体为：

根据对应的卷积核矩阵系数的大小及多波长光信号中各个波长的初始信号强度确定微环谐振器耦合系数，且通过热光效应或电光效应改变微环谐振器耦合系数，每个延时加权微环单元中O个微环对应一个子光信号。